Thư viện các lớp cơ sở .NET Framework cung cấp một tập các lớp ("APIs"), hướng đối tượng, có thứ bậc và có thể mở rộng và chúng được sử
dụng bởi bất cứ ngôn ngữ lập trình nào. Như vậy, tất cả các ngôn ngữ từ Jscript cho tới C++ trở nên bình đẳng, và các nhà phát triển có thể tự do lựa chọn ngôn ngữ mà họ vẫn quen dùng.
Tập các lớp, các kiểu giá trị và giao diện này được tổ chức bằng một hệ thống các Namespace (xem định nghĩa phần dưới). Bảng 1 dưới đây đưa ra một mô tả chi tiết những Namespace có sẵn trong .NET Framework. Một điều rất quan trọng là chúng ta không chỉ giới hạn ở các Namespace này. Bạn có thể tự tạo ra Namespace và sử dụng chúng trong ứng dụng của bạn hay cũng có thể sử dụng các Namespace của đối tác thứ ba đang có đầy trên thị trường. Một ví dụ cho trường hợp này là Namespace System.Data.Oracle.
2.6.3 ASP.NET :
ASP.NET là một tập các lớp nằm trong thư viện lớp cơ sở. ASP.NET cung cấp một mô hình ứng dụng Web dưới dạng một tập các control (đối tượng điều khiển) và cơ sở hạ tầng giúp bạn tạo ra các ứng dụng Web một cách dễ dàng. Các control này được xây dựng cho các ứng dụng trên máy phục vụ (hay còn gọi là Web Forms) phản ánh những control giao diện người dùng HTML đặc thù như Listbox, Textbox và Button và một tập bổ sung các control Web phức tạp hơn như calendars chẳng hạn. Một đặc tính quan trọng của các control trên là chúng được viết để thích nghi với những khả nǎng của các ứng dụng máy khách. Nói cách khác các đối tượng điều khiển Web forms có thể "đánh hơi" thấy máy khách đang yêu cầu một trang (page) và trả lại người dùng một cách thích hợp (ví dụ như WML cho phone hay Dynamic HTML cho Internet Explorer 5.5).
ASP.NET cũng cung cấp những đặc tính như quản lý trạng thái "cluster session" và phục hồi tiến trình giúp giảm bớt số lượng mã mà một người phát triển phải viết và tǎng độ tin cậy ứng dụng. Ngoài ra ASP.NET cho phép các nhà phát triển chuyển giao phần mềm như là một dịch vụ. Khi sử dụng những đặc tính các dịch vụ Web XML ASP.NET, các nhà phát triển ASP.NET có thể viết những giao dịch logic đơn giản và cơ sở hạ tầng ASP.NET sẽ chịu
trách nhiệm chuyển dịch vụ đó theo đường SOAP và các giao thức công cộng khác. ASP.NET làm việc với mọi ngôn ngữ và công cụ (bao gồm cả Visual Basic, C++, C#, và JScript).
Bên trong ASP.NET
Tại lõi của ASP.NET là HTTP-runtime (bộ thực thi HTTP), một "động cơ" thực hiện với hiệu suất cao khi xử lý các lệnh HTTP. HTTP-runtime có trách nhiệm xử lý tất cả những yêu cầu HTTP gửi đến, giải quyết URL của mỗi yêu cầu tới một ứng dụng, và sau đó gửi yêu cầu tới ứng dụng cho việc xử lý sau này. HTTP-runtime có tính đa luồng và xử lý các yêu cầu không đồng bộ. Hơn nữa, HTTP-runtime được thiết kế mang tính phục hồi cao, như vậy nó có thể phục hồi một cách tự động từ những vi pham khi truy nhập.
Ngoài ra ASP.NET còn có khả nǎng như cập nhật ứng dụng, có thể mở rộng, quản lý và cất giữ trạng thái và nhiều tính nǎng cao cấp khác.
CHƯƠNG 3: .NET FRAMEWORK TRONG BẢO MẬT
3.1 .NET Framework và Common Language Runtime :
.NET Framework và Common Language Runtime (CLR) cho phép người lập trình làm việc đơn giản hơn với các phương pháp bảo mật.Giả sử như chống lại việc thông tin bị đánh cắp bằng cách sử dụng phương pháp bảo mật thích hợp trong chương trình.Các mã độc có thể ngăn chặn bằng việc phân quyền người sử dụng và bảo vệ truy cập mã nguồn Code Access Security (CSA).Kiểu tấn công làm tràn bộ đệm trở nên không tưởng thông qua việc thực hiện các vấn đề về an ninh và quản lý chặt chẽ môi trường chạy ứng dụng (runtime enviroment) được cung cấp bởi nền tảng .NET. Các lỗi trong kiểu tấn công tràn bộ đệm đã được loại bỏ bằng việc quản lý mã và CLR kiểm tra môi trường chạy ứng dụng
Dưới đây là một số các tính năng được cung cấp bởi nền tảng .NET khá quan trọng trong vấn đề an ninh và mã hóa:
• Thiết lập các chính sách an ninh và tính xác thực (Kiểm soát qua an ninh của .NET)
• CSA (Quyền thi hành dựa trên tính xác thực và chính sách an ninh)
• Role-based security (Quyền truy cập thông qua việc xác thực người dùng và vai trò của người dùng)
•Quản lý và xác thực môi trường ứng dụng (Kiểm tra dải địa chỉ và kiểu)
• Lớp Cryptography (Cung cấp các thuật toán mã hóa an toàn)
3.2 .NET Framework đơn giản hóa việc bảo mật như thế nào :
Một vấn đề lớn trong lập trình các phương pháp an ninh sử dụng Win32 API là rất khó khăn trong để hiểu và sử dụng.Những dòng mã khó hiểu được sắp xếp lại để xử lý một cách đơn giản nhất, ví dụ như việc lấy khóa trong Cryptographic service provider (CSP) mà rất nhiều người phát triển thường bỏ qua nó trong khi họ có thể tiến xa cùng với nó. Những phát triển thường áp dụng chính sách an ninh bằng việc dùng Win32 API, họ thường phải cố gắng làm với một lối lập trình phức tạp.
.NET Framework cung cấp rất nhiều phương pháp đơn giản bằng cách đưa Win32 Security API vào một đối tượng đơn giản hơn. Rất nhiều phép toán như lấy khóa từ trong CSP giờ có thể tự động lấy khóa trong lớp an ninh của .NET Security Framework. Thêm nữa mỗi lớp trong .NET Security Framework được tích hợp các tính năng an ninh được và khai báo như lớp được niêm phong cho nên không thể đánh cắp và bị lộ.
3.3 Độ tin cậy và nền tảng .NET :
Trước khi bạn quyết định sử dụng bất ký một biện pháp an ninh hay các kỹ thuật mã hóa, bạn phải chắc chắn về độ tin cậy của chương trình. Nền tảng .NET dã tiến một bước xa để giải quyết vấn đề vệ độ tin cậy. Đầu tiên, rất quan trọng để chấp nhận rằng ứng dụng .NET không được biên dịch thành mã có thể nhìn thấy được. Mặc dù nó được biên dịch thành một loại mã trung gian được hiểu như mã trung gian của Microsoft, rất giống như loại mã sử dụng trong nền tảng Java. Nó cho phép CLR và .NET Framework xử lý rát nhiều dịch vụ an ninh tự động đáng tin cậy như:
•Kiểm tra giới hạn trong quá trình chạy chương trình để tránh sự thất thoát bộ nhớ và tràn stack
•Kiểm tra kiểu dữ liệu trong quá trình chạy chương trình để tránh đưa ra kiểu dữ liệu sai
•Đi dọc stack để kiểm tra sự cho phép để gọi mã
•Tự động thu gom rác một cách hiệu quả để tiết kiệm bộ nhớ •Kiểm soát lỗi tránh những lỗi bất thường trong quá trình chạy
•Bảo vệ theo vai trò để xác thực và giới hạn thực thi cho người sử dụng
•Bảo vệ theo chứng thực để quản lý việc cho phép sử dụng mã cơ sở
Mã có thể sử dụng dịch vụ của CLR có tên là quản lý mã. CLR cung cấp một tập hợp dịch vụ, như kiểm tra định kiểu an toan và tự động thu gom rác, làm tăng tính tin cậy và tính an toàn. Để sử dụng được những dịch vụ của CLR, quản lý mã cần phải dự đoán trước, sắp xếp, và kiểu đồng nhất. Định kiểu an toàn là một khía cạnh quan trọng trong tính an toàn và bảo mật. Định kiểu an toàn hoàn toàn có thể thực hiện được vì CLR hiểu chi tiết về loại dữ liệu nào đang được quản lý. Sử dụng sự hiểu biết đó, CLR có thể ép kiểu chính xác để đưa ra các luật trong việc định kiểu an toàn.
Ví dụ, tất cả các loại dữ liệu bao gồm cả chuỗi và mảng có một kiểu giống nhau và đồng nhất. Common Type System (CTS) định nghĩa các luật cho mỗi kiểu dữ liệu được quản lý, nó tốt giống như quá trình xử lý của CLR định kiểu cho các kiểu dữ liệu đó. Sự giới hạn của các luật được đưa ra bới CTS và được thực thi bởi MSIL. CTS cũng định nghĩa mỗi loại dữ liệu đưa ra và quá trình xử lý chấp nhận trong việc quản lý mã. CTS đưa ra giới hạn các lớp trong việc xử lý các lớp kế thừa và chống lại việc xử lý dữ liệu không an toàn, như việc đưa kiểu số nguyên vào con trỏ và tràn giới hạn của mảng. Mã MISL là trình biên dịch quá trình chạy thành một bảng hướng dẫn chi tiết về thiết bị phần cứng trước khi kiểu dữ liệu được kiểm tra.
Để thực hiện việc kiểm tra kiểu an toàn, .NET tích hợp thêm các metadata để định nghĩa mã nguồn và dữ liệu chứa trong chương trình. Trình quản lý mã được tự động chấp nhận hoặc từ chối bởi CLR. Trình quản lý bộ nhớ tự động này gần giống với “việc thu gom rác”. Thu gom rác chống lại việc rò rỉ bộ nhớ và tăng độ tin cậy
Tất cả các đối tượng đều có kiểu, và tùy thuộc vào mỗi tham chiếu đến đối tượng để định nghĩa việc sắp xếp bộ nhớ. Từ khi việc tùy ý xử lý con trỏ bị bỏ (trừ trường hợp từ khóa không an toàn được dùng), thì chỉ có một cách duy nhất để truy cập vào đối tượng thông qua các thành phần công cộng. Tuy nhiên, CLR có thể xác nhận sự an toàn của một đối tượng bằng cách phân tích
mỗi metadata. Vì vậy không cần phải phân tích toàn bộ mã nguồn mà chỉ cần phân tích đối tượng là có thể kết luận tính an toàn.
Chúng ta cũng có thể không sử dụng trình quản lý mã trong ngôn ngữ C# bằng cách sử dụng từ khóa unsafe, nhưng một số các ngôn ngữ khác như VB.NET chỉ sử dụng được khi chúng ta sử dụng định kiểu an toàn và trình quản lý mã. Từ khóa unsafe chỉ cần thiết khi chúng ta làm việc trực tiếp với con trỏ bộ nhớ. Mã không được quản lý chỉ hữu dụng khi chúng ta gọi hàm kế thừa DLLs, sử dụng PInvoke nhuần nhuyễn, nhưng Mã không được quản lý sẽ không được thẩm định bởi định kiểu an toàn của CLR.
MSIL định nghĩa nền thực thi sử dụng trong tất cả các trình biên địch .NET. Ngôn ngữ này thực thi và đòi hỏi các kiểu được định nghĩa bởi CTS trong quá trình chạy. MSIL thì chuyển đổi một nền nào đó thành mã đơn giản sau đó CLR sẽ thực hiện việc kiểm tra kiểu. Kiểm tra kiểu được tiến hành một cách mặc định, nhưng nó có thể bỏ qua nếu mã đó đáng tin cậy.
CHƯƠNG 4: LỚP CRYPTOGRAPHY
VÀ MỘT SỐ LOẠI MÃ HOÁ ĐƯỢC HỖ TRỢ BỞI .NET
4.1 Tổng quan lớp Cryptography :
Microsoft đăng ký quyền sở hữu Win 32 Cryptography API (CryptoAPI) vào năm 1996 tích hợp trong Win NT. Mặc dù CryptoAPI cung cấp đầy đủ sự hỗ trợ cho nghành lập trình mật mã, nhưng nó rất khó sử dụng. Bạn phải hiểu thật rõ về mật mã học và phải làm việc với rất nhiều các thành phần cũng như những con số lớn trong API. Nó cũng không phải là một đối tượng được định hướng cho đến khi nó xuất hiện trong ngôn ngữ lập trình C, và bạn có thể gọi hàm để sử dụng nó một cách đơn giản. Thật may mắn, .NET Framework làm đơn giản hóa việc sử dụng API của chúng ta bằng cách cung cấp một lớp rất thân thiện với tên gọi System.Security.Cryptography
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ngắn gọn một số một số lớp chính có trong lớp System.Security.Cryptography
•SymmetricAlgorithm : Lớp mã hóa đối xứng. Nó sẽ mã hóa theo
các thuật toán mã hóa đối xứng như: DES, Rịndael.
•AsymmetricAlgorithm : Lớp mã hóa bất đối xứng, nó sẽ mã hóa
theo các thuạt toán RSA, DSA.
•CryptoStream : Kết nối dòng dữ liệu nguồn với các thuật toán mã hóa.
•CspParameters : Chứa thông tin của các tham số trong những thuật
toán đặc biệt để có thể lưu trữ và lấy lại thông qua Cryptographic Service
Provider (CSP).
•HashAlgorithm : Lớp cơ sở hỗ trợ các thuật toán băm.
•RandomNumberGenerator : Lớp cơ sở sinh ra số ngẫu nhiên.
•ToBase64Transform và FromBase64Transform : Dùng đẻ
chuyển đổi các dãy Byte và Base-64.
• CryptographicException : Chứa thông tin về lỗi của các loại
Các bạn có thể nhớ và tùy ý sử dụng các lớp này trong chương trình của mình vì nó đã có sẵn trong lớp System.Security.Cryptography
4.2 Các thuật toán mã hóa đối xứng trong .NET :
Các lớp .NET Framework thực thi thuật toán mã hóa đối xứng thông qua lớp cơ sở SymmetricAlgorithm. Lớp SymmetricAlgorithm có một vài trường được khai báo "protected" nên không thể truy vấn trực tiếp vào phương thức không được cung cấp bởi lớp. Tuy nhiên những trường này có thể truy vấn thông qua các thuộc tính ảo, thuộc tính ảo thực thi cụ thể trên lớp cụ thể. Ví dụ như trường số nguyên BlockSizeValue có thể truy vấn thông qua thuộc tính ảo BlockSize theo kiểu thích hợp, dựa trên lớp thực tế đang sử dụng. Theo cách này, việc cố gắng đặt cỡ của khối thành giá trị cụ thể là không hợp pháp trong thuật toán mã hóa đối xứng, sẽ được cho phép bởi
CryptographicException, dựa trên thuật toán cụ thể đang được sử dụng.
Trong mỗi trường hợp trường được khai báo "protected" và thuộc tính ảo sẽ có chung kiểu dữ liệu, và tên sẽ cùng được loại bỏ, chỉ có giá trị gắn liền với trường được khai báo "protected" được giữ lại.Các thuộc tính ảo có trong lớp
SymmetricAlgorithm thể hiện trong bảng sau:
Thuộc tính ảo Ý nghĩa
BlockSize Lấy hoặc đặt giá trị cho kích cỡ khối dưới dạng các bit cho thuật toán, để dữ liệu tổng có thể được mã hóa hoặc giải mã trong 1 bước. Dữ liệu mà lớn hơn kích cỡ khối sẽ được chia ra các khối khác có kích cỡ giống như khối đã tạo. Khối cuối cùng sẽ được gắn thêm kích cỡ của nó. Các cỡ khối thích hợp sẽ được phân biệt bởi LegalBlockSizes trong mỗi thuật toán.Kiểu int
FeedbackSize Lấy hoặc đặt kích cỡ của giá trị trả về dưới dạng các bit cho mỗi thuật toán, nơi mà kết quả cuối cùng được trả về sau khi đã mã hóa hoặc giải mã. Nó là bắt buộc trong phương thức OFB và CFB của quá trình tính toán. Kích cỡ thích hợp sẽ dựa trên các thuật toán mã hóa đối xứng, nhưng nó không được lớn hơn kích cỡ của khối. Và nó có kiểu int
IV Lấy hoặc đặt giá trị ban đầu cho vector trong thuật toán mã hóa đối xứng, bắt buôc phải chó trong phương thức CBC. Có kiểu mảng Byte
Key Lấy hoặc đặt giá trị cho khóa bí mật sử dụng trong thuật toán mã hóa đối xứng để mã hóa hoặc giải mã. Có kiểu mảng Byte
KeySize Lấy hoặc đặt cỡ cho khóa bí mật dưới dạng các bit. Kích cỡ thích hợp sẽ được phân biệt bởi LegalKeySizes trong mỗi thuật toán. Có kiểu int
LegalBlockSizes Lấy kích cỡ của khối được hỗ trợ bởi các thuật toán mã hóa đối xứng
LegalKeySizes Lấy kích cỡ của khóa được hỗ trợ trong thuật toán mã hóa đối xứng
Mode Lấy hoặc đặt chế độ để thực hiện trong các thuật toán. Nó có kiểu là kiểu CipherMode.VD: ECB, CBC, CFB, OFB...
Padding Lấy hoặc dặt giá trị chèn vào các byte còn trống của khối cuối cùng. Có kiểu PaddingMode. VD: PKCS7, Zeos, None
SymmetricAlgorithm được thiết kế là lớp "public" và không chứa
SymmetricAlgorithm cũng hỗ trợ các phương thức chuẩn Equals, Finalize, GetHashCode, ToString, GetType, và MemberwiseClone, những phương
thức mà đã được định nghĩa ở lớp Object cơ sở.
Phương thức chung
Ý nghĩa
Clear Sẽ gọi Dispose, giải phóng nguồn được sử dụng trong thuật toán mã hóa đối xứng. Phương thức trả về kiểu void
Create Tạo đối tượng SymmetricAlgorithm để mã hóa hoặc giải mã. Phương thức trả về đối tượng SymmetricAlgorithm
CreateDecryptor Tạo đối tượng giải mã sử dụng khóa và vector khởi tạo. Phương thức tham chiếu đến ICryptoTranform sử dụng để chuyển dữ liệu thành các khối
CreateEncryptor Tạo đối tượng mã hóa sử dụng khóa và vector khởi tạo. Phương thức tham chiếu đến ICryptoTranform sử dụng để chuyển dữ liệu thành các khối
Equals Kế thừa từ lớp Object, sử dụng để so sánh 2 đối tượng